白音希勒根茎冰草表型性状研究*

2022-01-13武杰瑞丁雪琴

草原与草业 2021年4期

郝帅，张众，*，王伟，武杰瑞，丁雪琴

(1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院/草地资源教育部重点实验室/农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室/内蒙古自治区草地管理与利用重点实验，呼和浩特 010018；2.内蒙古蒙草生态环境(集团)股份有限公司，呼和浩特 010030)

白音希勒根茎冰草(AgropyronmichnoiRoshev.

cv.Baiyinxile)为禾本科冰草属野生栽培新品种[1]，地下根茎发达，呈根茎型或根茎-疏丛型，适应性较强[2～4]，在北方草原区人工放牧场和生态工程建设中具有良好的推广应用价值[5～12]。本研究通过田间栽培试验，定株观测白音希勒根茎冰草品种的群体变异特性，为进一步开展新品种培育提供科学依据和育种材料。

1 试验地概况

试验在内蒙古农业大学牧草试验地进行，位于呼和浩特市区内，地处东经111°41＇、北纬40°49＇，海拔1063m。温带大陆性季风气候，夏季温热短促，7月份温度最高，极端最高气温36.9℃；冬季寒冷干燥，1月份温度最低，极端最低气温-32.8℃；春秋两季多风且干燥，气温日较差和年较差大；年均气温5.4℃，≥10℃的年积温2000～3500℃；年降水量400mm左右，主要集中在7～9月份，年均蒸发量1760mm；无霜期较短，为135d；土壤为砂质栗钙土，pH7.0～7.5，土壤肥力良好。

2 材料与方法

2.1 供试材料

2018年4月穴播建植单株试验材料地，行株距均为100cm。本研究供试验观测的材料共有10行10列，100个单株丛，从2019年2月底返青前开始进行田间清理和观测，试验期间随时清除杂草并适时进行人工浇水。

2.2 测定内容及方法

2.2.1物候期观测

从2019年3月初开始，逐日观察返青情况，连续记录物候期，包括返青期、拔节期、抽穗期、开花期、种熟期，并计算生育期。

2.2.2表现型分类

通过观察制定表现型分类标准，运用SAS数据分析软件将单株样本进行系统聚类分析，并统计数量，计算百分比。分类后，按表现型分别进行挂牌标记。

2.2.3生长发育指标测定

于抽穗期按表现型观测各项指标。(1)枝条数：统计每株丛的枝条总数；(2)株高：用钢卷尺量测植株顶端到地面的最大垂直高度；(3)叶长与叶宽：每株挑选3个枝条样本，用钢卷尺测量叶片最大长度与最大宽度，重复3次；(4)穗长与穗宽：每株挑选3个花穗样本，用钢卷尺测量穗长和最大穗宽；(5)草产量：在各类型抽穗单株数达到50%时进行刈割，留茬高度为3cm，及时称鲜重，室内自然风干后称干重(恒重)。

2.2.4数据分析

运用SAS数据分析软件对100株白音希勒根茎冰草进行聚类分析，运用SPSS数据分析软件处理生产性能指标，分析不同表现型之间的显著性差异水平(P<0.05)。

3 结果与分析

3.1 表现型分类

田间观测发现，白音希勒根茎冰草株丛形态表型多样。依据形态特征制定了三级分类标准：一级分类指标为有无根茎，包括有根茎和无根茎；二级分类指标为叶片颜色，包括翠绿色、灰绿色和中间色；三级分类指标为株丛状态，包括密丛型和疏丛型。其中，翠绿色的株丛叶片光滑无毛，呈绿色；灰绿色的株丛叶片被有白色茸毛，呈灰绿色；中间色的株丛叶片正面被有白色茸毛，背面无毛，整体呈灰绿色(介于灰绿色与翠绿色之间)。运用SAS数据分析软件对100个供试单株样本进行表现型聚类分析，按最长距离法将其分为12个表现型，聚类分析结果统计见表1。

表1 供试100个植株表现型聚类分析结果统计

由表1可知，在白音希勒根茎冰草100个单株样本中，有根茎的共有73株，占总数的73%；无根茎的共有27株，占总数的27%；在有根茎和无根茎的类型中均存在叶片颜色和株丛状态的变异，有根茎的株丛大多为密丛型，叶片呈灰绿色，1号表现型占比最大，为21%；无根茎的株丛大多为密丛型，叶片呈翠绿色，5号表现型占比最大，为10%。

3.2 物候期

对12个表现型群体2019年的物候期观测结果列表2。由表2可以看出，12个表现型群体的物候期表现有所不同。就返青期而言，12个表现型群体差异不大，最大差距仅为4d，到拔节期12个类型的距离增大，最大差距达到9d。其中，9号表现型(有根茎+翠绿色+疏丛型)的物候期均早于其他，3月13日返青,5月1日拔节,5月24日抽穗,6月11日开花,7月14日种熟,生育期123d;而7号表现型(无根茎+翠绿+疏丛型)和12号表现型(无根茎+中间色+疏丛型)的生长发育最为迟缓，这两个表现型最晚返青期均为3月17日，最晚抽穗期均为6月1日，7号表现型的种熟期为7月22日，生育期127d，12号表现型的种熟期为7月20日，生育期125d；其余9个表现型群体物候期接近，返青期在3月15日左右，种熟期在7月17日左右，生育期125d左右，生育期最短的是6号表现型(无根茎+灰绿色+疏丛型)和8号表现型(有根茎+中间色+疏丛型)，只有122d。

表2 供试100个植株12个表现型的物候期(日/月)

3.3 生长发育特性

供试100株植株12个表现型生长发育特性的观测结果列表3。由表3可以看出，12个表现型生长发育特性存在明显差异。SPSS方差分析结果表明，12个表现型的枝条数、叶长、叶宽、穗长、鲜重、干重存在着显著差异，而株高、穗宽差异不显著。其中，有根茎的表现型植株枝条数、株高、叶长、鲜重、干重等指标的测定值最大，特别是8号表现型(有根茎+中间色+疏丛型)枝条数为207，株高为65.00cm，叶长为19.96cm，鲜重为930.46g/株，干重为373.68g/株；12号表现型(无根茎+中间色+疏丛型)的测定值最小，枝条数仅为95，株高为41.00cm，鲜重为406.48g/株，干重为162.59g/株；其余类型处于8号表现型和12号表现型之间，变化各异。

表3 供试100个植株12个表现型的生长发育特性

4 讨论

白音希勒根茎冰草为野生栽培品种，群体变异较大，为继代选育奠定了良好基础。解新明等[13]通过野外观察以及实验室整理标本发现，根茎冰草的变异是极其复杂多样的，这一观点与本试验变异类型多达12个是一致的。王丽宏等[14]的主成分分析以及聚类分析结果表明，野生狼尾草形态上存在差异，育种选择可以实现观赏性高、抗逆性强的表现型。本试验也发现，白音希勒根茎冰草的群体表型性状同样也存在差异，也为继续选育提供了条件。孙铭等[15]的研究表明，多花黑麦草在很多性状上存在显著差异，在选育高产种质时宜选用第二类植株高大、叶片宽大的类型。本试验中8号表现型具有植株高大、叶片长、枝条多等多种优良性状，也有利于选育高产品种。解新明等[16]的研究结果表明，蒙古冰草穗长在居群内以及居群间存在差异。本试验也发现，12个表现型在穗长方面存在显著差异。